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航空用超高强度钢疲劳裂纹表面长度与内部长度之间的关系

王苗苗 , 曾燕屏 , 王习术 , 谢锡善

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.03.020

采用扫描电镜原位观测的方法,跟踪观察了低周疲劳载荷作用下超高强度钢中AlN夹杂导致裂纹萌生与扩展的微观行为,得到了材料疲劳裂纹表面长度与内部长度之间的关系,可以根据实际检测到的材料或者结构疲劳裂纹表面长度计算其内部长度,并估算其剩余寿命.

关键词: 超高强度钢 , 低周疲劳 , 夹杂物 , 裂纹萌生与扩展 , 原位观测

相界面对核电Z3CN20-09M不锈钢裂纹萌生和扩展的影响

朱晓锋 , 陆永浩 , 杨海波

材料科学与工艺

为研究国产核级主管道不锈钢Z3CN20-09M中奥氏体/铁素体相界面在裂纹萌生与扩展过程中的作用,通过扫描电镜原位拉伸技术对核级主管道不锈钢在拉伸过程中的组织形变、微裂纹的萌生与扩展进行原位观察,对断口进行了分析.研究表明,在拉伸过程中,微裂纹优先在杂质颗粒和相界位置萌生.当铁素体/奥氏体界面垂直于拉伸方向时,裂纹倾向于沿相界萌生,并沿相界扩展;当铁素体/奥氏体界面平行于拉伸方向时,微裂纹在相界开裂,并垂直于界面扩展,主裂纹发生偏折,界面在裂纹扩展过程中起阻碍作用.

关键词: 核级不锈钢 , 原位拉伸 , 奥氏体/马氏体相界 , 裂纹萌生与扩展

夹杂物特征参数对拉伸载荷下超高强度钢裂纹萌生与扩展的影响

范红妹 , 曾燕屏 , 王习术 , 谢锡善

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2007.04.002

采用扫描电镜原位观测的方法,动态跟踪观察拉伸载荷作用下航空发动机轴类超高强度钢MA250中不同形状和尺寸的TiN夹杂导致裂纹萌生与扩展的微观行为,从微观角度分析拉伸载荷作用下夹杂物的几何长轴与外加载荷方向成不同角度时裂纹的萌生方式.同时讨论TiN夹杂中第一条裂纹萌生所需的应力与夹杂物面积的关系.结果表明,夹杂物面积越大,第一条裂纹萌生所需的应力越小.

关键词: 超高强度钢 , 夹杂物 , 特征参数 , 夹杂物面积 , 裂纹萌生与扩展

CuW80铜钨合金疲劳损伤过程的研究

黄友庭 , 汤德平 , 陈文哲

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.04.007

借助扫描电镜研究了CuW80铜钨合金电触头材料在循环载荷作用下微观组织的变化过程,用系统分析的方法定义CuW80铜钨合金疲劳损伤参数,并对其三点弯曲疲劳损伤过程进行了定量跟踪分析.试验结果表明,CuW80铜钨合金疲劳的损伤过程可以分为三个阶段,具有双线性损伤过程的特征,分别对应于疲劳裂纹萌生阶段(EF)和扩展过程(FH)两个线性阶段,且分别占疲劳总寿命的60%和33%;在循环载荷作用下CuW80铜钨合金的疲劳裂纹主要萌生于铜钨合金铜相的晶体内,而非发生于铜、钨界面,并且疲劳裂纹在铜相晶体内不断扩展直至断裂.

关键词: CuW80铜钨合金 , 电触头材料 , 疲劳损伤 , 裂纹萌生与扩展

蠕化率对蠕墨铸铁组织及热疲劳性能的影响

张佳琦 , 司乃潮 , 刘光磊 , 吴奎武 , 孙浩 , 陈辉辉

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.14.024

采用自约束热疲劳试验机,对不同蠕化率下的蠕墨铸铁进行热疲劳性能试验并观察其组织变化.结果表明,试样的抗热疲劳性能随着蠕化率的升高呈现先上升后下降的趋势.当蠕化率为70%~80%时,蠕墨铸铁的热疲劳性能最好.蠕虫状石墨占基体比重有一个最佳值,蠕化率过低时,由于球状石墨数量较多分布较密集,导致热疲劳性能较差;蠕化率过高时,由于蠕虫状石墨过于粗大使裂纹扩展速度加快,导致热疲劳性能较差.在裂纹扩展后期,主裂纹变粗大导致其向前扩展所需驱动力不足以及主裂纹上形成分叉裂纹及二次裂纹,进而导致裂纹扩展呈现先快后慢、阶段性扩展的特点.

关键词: 蠕墨铸铁 , 蠕化率 , 热疲劳 , 裂纹萌生与扩展

一种镍基单晶合金的中温蠕变断裂机制

田素贵 , 薛永超 , 曾征 , 舒德龙 , 谢君

稀有金属材料与工程

通过对一种镍基单晶合金进行中温不同应力条件下的蠕变性能测试及组织结构与断口形貌观察,研究了合金在蠕变期间的损伤及断裂机制.结果表明:合金在蠕变后期的变形机制是主、次滑移系的交替开动,主/次滑移系的多次交替开动,可在两滑移系交错区域的γ'/γ两相界面萌生裂纹;随蠕变进行,沿与应力轴垂直的γ’/γ两相界面发生裂纹的扩展,形成与<110>方向平行的正方形解理面,其中,裂纹在(001)面沿<110>方向扩展,与{111)二次解理面相截时,可终止裂纹扩展.这是使(001)解理面具有四方形特征的原因.由于蠕变期间在不同横断面发生多个微裂纹扩展,并在裂纹尖端沿较大剪切应力方向形成撕裂棱或发生二次解理,使多个裂纹连通,直至发生蠕变断裂.这是使合金蠕变断口呈现凹凸不平多层次解理特征的主要原因.

关键词: 镍基单晶合金 , 蠕变性能 , 双取向滑移 , 裂纹萌生与扩展 , 蠕变断裂

涂覆Ni-Cr-Al-Y涂层的镍基高温合金热机械疲劳行为

陈竹兵 , 黄志伟 , 王中光 , 朱世杰

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.07.007

分别采取大气等离子(APS)和高速火焰(HVOF)工艺制备Ni-Cr-Al-_Y涂层.对涂覆Ni-C卜Al-Y涂层的高温合金试样的热机械疲劳(TMF)行为进行了研究.结果表明:在相同应变幅下,2种涂层试样都是反相位热机械疲劳(OP TMF)寿命比同相位热机械疲劳(IP TMF)寿命短;在不同应变幅下,试样的热机械疲劳寿命与涂层的喷涂工艺相关.通过断I=I和纵向剖面图的观察分析表明,裂纹的萌生对试样的寿命有很大的影响.

关键词: 镍基高温合金 , Ni-Cr-Al-Y涂层 , 热机械疲劳 , 裂纹萌生与扩展

钢的超高周疲劳性能及其影响因素研究进展

张志军 , 何柏林 , 李力

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160140

在现代工业中,许多钢结构被要求承受108以上的疲劳载荷,钢的超高周疲劳性能研究已成为疲劳研究领域的一大热点。对当前国内外钢的超高周疲劳性能及其影响因素研究进行了综述,主要介绍了超高周疲劳S-N曲线、超高周疲劳裂纹萌生和扩展机理以及几个超高周疲劳性能影响因素,并提出了以后在超高周疲劳问题研究中需要进一步研究的方向,为当前超高周疲劳研究提供一个参考。

关键词: 超高周疲劳 , S-N曲线 , 裂纹萌生与扩展 , 影响因素

涂覆Ni--Cr--Al--Y涂层的镍基高温合金热机械疲劳行为

陈竹兵黄志伟王中光朱世杰

金属学报

分别采取大气等离子 (APS) 和高速火焰 (HVOF)工艺制备Ni--Cr--Al--Y涂层. 对涂覆Ni--Cr--Al--Y涂层的高温合金试样的热机械疲劳 (TMF) 行为进行了研究. 结果表明:在相同应变幅下, 2种涂层试样都是反相位热机械疲劳 (OP TMF) 寿命比同相位热机械疲劳 (IP TMF) 寿命短; 在不同应变幅下, 试样的热机械疲劳寿命与涂层的喷涂工艺相关. 通过断口和纵向剖面图的观察分析表明, 裂纹的萌生对试样的寿命有很大的影响.

关键词: 镍基高温合金 , Ni--Cr--Al--Y coating , thermo--mechanical fatigue , crack initiation and propagation

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